Nhà làm việc trƣờng đh công nghiệp hà nội

THIẾT KẾ KIẾN TRÚC

Giới thiệu công trình: PHẦN I: THIẾT KẾ KIẾN TRÚC

- Tên công trình: Nhà làm việc - Trường đại học Công Nghiệp Hà Nội

- Địa điểm xây dựng: Gia Lâm - Hà Nội

- Đơn vị chủ quản: Trường đại học Công Nghiệp - Hà Nội

- Thể loại công trình: Nhà làm việc

Công trình có 9 tầng hợp khối:

+ Chiều cao toàn bộ công trình: 34,90m

Công trình đƣợc xây dựng trên khi đất đã san gạt bằng phẳng và có diện tích xây dựng khoảng 6090m2 nằm trên khu đất có tổng diện tích 870 m2

Công trình được xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu học tập và làm việc cho cán bộ, nhân viên cùng toàn thể sinh viên của trường.

Tầng 1: Gồm các phòng làm việc, sảnh chính và khu vệ sinh…

Tầng 2: Gồm các phòng làm việc, thƣ viện, kho sách…

Tầng 3 đến tầng 9: Gồm các phòng làm việc khác

II Giải pháp thiết kế kiến trúc:

1.Giải pháp tổ chức không gian thông qua mặt bằng và mặt cắt công trình

- Công trình đƣợc bố trí trung tâm khu đất tạo sự bề thế cũng nhƣ thuận tiện cho giao thông, quy hoạch tương lai của khu đất

- Công trình gồm 1 sảnh chính tầng 1 để tạo sự bề thế thoáng đãng cho công trình đồng thời đầu nút giao thông chính của tòa nhà

- Vệ sinh chung đƣợc bố trí tại mỗi tầng, ở cuối hành lang đảm bảo sự kín đáo cũng nhƣ vệ sinh chung của khu nhà

2.Giải pháp về mặt đứng và hình khối kiến trúc công trình

Công trình được thiết kế theo phong cách hiện đại với hình khối độc đáo, sử dụng các mảng kính lớn để thể hiện sự sang trọng và đặc trưng của một không gian làm việc.

Vẻ bề ngoài của công trình được xác định bởi cấu trúc bên trong, bao gồm bố cục mặt bằng, giải pháp kết cấu và tính năng vật liệu, cùng với điều kiện quy hoạch kiến trúc Chúng tôi lựa chọn giải pháp kiến trúc với đường nét thẳng, kết hợp với các băng kính để tạo ra sự hài hòa và hiện đại cho công trình.

Tr-ờng ĐH DL Hải Phòng - Khoa Xây Dựng Đồ án Tốt Nghiệp KSXD

Nhà làm việc của Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội được thiết kế với kiến trúc hiện đại, hài hòa với tổng thể khu vực, đồng thời bảo tồn cảnh quan xung quanh và cảnh quan đô thị.

3.Giải pháp giao thông và thoát hiểm của công trình

- Giải pháp giao thông dọc : Đó là các hành lang đƣợc bố trí từ tầng 2 đến tầng 9

Các hành lang cần được kết nối với các nút giao thông theo phương đứng như cầu thang, đảm bảo thuận tiện và an toàn cho việc thoát người trong trường hợp xảy ra sự cố Chiều rộng của hành lang là 3,0m, với các phòng có cửa mở ra phía ngoài.

Giải pháp giao thông đứng của công trình bao gồm việc bố trí hai cầu thang bộ và hai cầu thang máy đối xứng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển và đảm bảo an toàn trong công tác thoát hiểm.

Giải pháp thoát hiểm hiệu quả bao gồm việc thiết kế khối nhà với hành lang rộng rãi, hệ thống cửa đi thuận tiện, cùng với thang máy và thang bộ được trang bị đầy đủ, đảm bảo an toàn cho người sử dụng trong trường hợp xảy ra sự cố.

4.Giải pháp thông gió và chiếu sáng tự nhiên cho công trình

Thông hơi, thoáng gió là yêu cầu vệ sinh bảo đảm sức khỏe cho mọi người làm việc đƣợc thoải mái, hiệu quả

- Về quy hoạch: Xung quanh là bồn hoa, cây xanh đê dẫn gió, che nắng, chắn bụi, chống ồn…

- Về thiết kế: Các phòng làm việc đƣợc đón gió trực tiếp, và đón gió qua các lỗ cửa, hành làng để dễ dẫn gió xuyên phòng

Chiếu sáng tự nhiên là yếu tố quan trọng trong thiết kế không gian sống, với các phòng được trang bị cửa sổ cho phép ánh sáng bên ngoài tràn ngập Tất cả cửa sổ đều được thiết kế mở cánh, giúp tối ưu hóa việc tiếp nhận ánh sáng tự nhiên, mang lại không khí thoáng đãng và dễ chịu cho các phòng.

5.Giải pháp sơ bộ về hệ kết cấu và vật liệu xây dựng công trình

- Giải pháp sơ bộ lựa chọn hệ kết cấu công trình và cấu kiện chịu lực chính cho công trình: khung bê tông cốt thép, kết cấu gạch

Giải pháp sơ bộ cho việc lựa chọn vật liệu và kết cấu xây dựng bao gồm việc sử dụng các vật liệu phổ biến như gạch, cát, xi măng và kính Hệ thống cửa đi và cửa sổ được thiết kế kết hợp giữa gỗ và các vách kính, tạo nên sự hài hòa và hiện đại cho công trình.

6.Giải pháp kỹ thuật khác

Nguồn cấp điện cho công trình được lấy từ lưới điện của Thành phố, dẫn đến trạm điện chung Hệ thống dây dẫn được thiết kế chìm trong tường, đảm bảo cung cấp điện đến các phòng một cách an toàn và thẩm mỹ.

Nhà làm việc Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội SV thực hiện: Vũ Minh Phụng.

Hệ thống cấp nước cung cấp nguồn nước từ mạng lưới thành phố qua các ống dẫn vào bể chứa Bể chứa được thiết kế với dung tích phù hợp với số lượng người sử dụng và dự trữ để đối phó với sự cố mất nước Đường ống dẫn nước được lắp đặt ngầm trong tường, kết nối đến các khu vệ sinh.

- Thoát nước: Gồm thoát nước mưa và nước thải

Hệ thống thoát nước mưa bao gồm các sê nô dẫn nước từ ban công và mái nhà, sử dụng ống nhựa được lắp đặt trong tường để dẫn nước chảy vào hệ thống thoát nước chung của thành phố.

Thoát nước thải sinh hoạt yêu cầu phải có bể tự hoại để nước thải được xử lý trước khi chảy vào hệ thống thoát nước chung, nhằm ngăn ngừa ô nhiễm Hệ thống ống dẫn cần phải kín và không có hiện tượng rò rỉ để đảm bảo an toàn cho môi trường.

+ Hệ thống khu vệ sinh tự hoại

+ Bố trí hệ thống các thùng rác

Công trình được thiết kế để đáp ứng hiệu quả nhu cầu làm việc của người sử dụng, tạo nên cảnh quan hài hòa, đồng thời đảm bảo tính mỹ thuật, độ bền vững và kinh tế Bên cạnh đó, công trình còn chú trọng đến bảo vệ môi trường và cải thiện điều kiện làm việc cho cán bộ, công nhân viên.

- Công trình đƣợc thiết kế dựa theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4601-1998

- Bao gồm … bản vẽ phần thiết kế kiến trúc in A3

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : THS TRẦN DŨNG SINH VIÊN THỰC HIỆN : VŨ MINH PHỤNG LỚP : XD1401D

1.MẶT BẰNG KẾT CẤU 2.TÍNH KHUNG TRỤC 3 (CHẠY KHUNG PHẲNG) 3.TÍNH MÓNG KHUNG TRỤC 3

4.TÍNH SÀN TẦNG 3 (SÀN ĐIỂN HÌNH) 5.TÍNH CẦU THANG BỘ TRỤC 4-5

Phụ lục

- Bao gồm … bản vẽ phần thiết kế kiến trúc in A3

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : THS TRẦN DŨNG SINH VIÊN THỰC HIỆN : VŨ MINH PHỤNG LỚP : XD1401D

1.MẶT BẰNG KẾT CẤU 2.TÍNH KHUNG TRỤC 3 (CHẠY KHUNG PHẲNG) 3.TÍNH MÓNG KHUNG TRỤC 3

4.TÍNH SÀN TẦNG 3 (SÀN ĐIỂN HÌNH) 5.TÍNH CẦU THANG BỘ TRỤC 4-5

PHÁP KẾT CẤU

CÁC CƠ SỞ TÍNH TOÁN I LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU II PHẦN TÍNH TOÁN CỤ THỂ

1 Các tài liệu sử dụng trong tính toán:

+TCXDVN 356-2005 Kết cấu bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế

+TCVN 2737-1995 Tải trọng và tác động Tiêu chuẩn thiết kế

Hướng dẫn sử dụng chương trình SAP 2000

Sàn bê tông cốt thép toàn khối - Gs Ts Nguyễn Đình Cống

Giáo trình giảng dạy chương trình SAP2000 - Ths Hoàng Chính Nhân

Kết cấu bê tông cốt thép (phần kết cấu nhà cửa) – Gs.Ts Ngô Thế Phong, P.Ts Lý

Trần Cường, P.Ts Trịnh Kim Đạm, P.Ts Nguyễn Lê Ninh

Kết cấu thép II (công trình dân dụng và công nghiệp) - Phạm Văn Hội, Nguyễn

Quang Viên, Phạm Văn Tƣ, Đoàn Ngọc Tranh, Hoàng Văn Quang

3 Vật liệu dùng trong tính toán: a) Bê tông: Theo tiêu chuẩn TCXDVN 356-2005

Bê tông được hình thành từ chất kết dính là xi măng kết hợp với các cốt liệu như đá và cát vàng, tạo nên một cấu trúc đặc trưng Cấu trúc này giúp bê tông có khối lượng riêng khoảng 2500 kg/m³.

Bê tông được dưỡng hộ và thí nghiệm theo tiêu chuẩn của Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Cấp độ bền chịu nén của bê tông được sử dụng trong tính toán cho công trình là B20.

+ Cường độ tính toán về nén: R b ,5 MPa 5 KG/cm 2

+ Cường độ tính toán về kéo : R bt = 0,9 MPa = 9 KG/cm2 b) Thép:

Cường độ của cốt thép cho trong bảng sau:

Rs Rsw Rs Rsw Rsc

Thép cốt thép cho cấu kiện bê tông cốt thép được sản xuất theo tiêu chuẩn TCVN 5575 - 1991, sử dụng loại thép sợi thông thường Cốt thép này đảm bảo khả năng chịu lực cho các dầm và cột trong công trình xây dựng.

AII, AIII, cốt thép đai, cốt thép giá, cốt thép cấu tạo và thép dùng cho bản sàn dùng nhóm AI

Môđun đàn hồi của cốt thép: E = 21.10 -4 Mpa c Các loại vật liệu khác:

- Đá Kiện Khê (Hà Nam) hoặc Đồng Mỏ (Lạng Sơn)

- Sơn che phủ màu nâu hồng

Tất cả các loại vật liệu sử dụng đều cần được kiểm định qua thí nghiệm để xác định cường độ thực tế, các chỉ tiêu cơ lý khác và độ sạch Chỉ khi đạt tiêu chuẩn thiết kế, vật liệu mới được phép đưa vào sử dụng.

II LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU

1 Các lựa chọn cho giải pháp kết cấu chính

Căn cứ theo thiết kế ta chia ra các giải pháp kết cấu chính ra nhƣ sau: a.Hệ tường chịu lực

Trong hệ kết cấu, các tường phẳng đóng vai trò là các cấu kiện thẳng đứng chịu lực Tải trọng ngang được truyền đến các tấm tường qua các bản sàn cứng tuyệt đối Trong mặt phẳng của hệ thống, các vách cứng (tấm tường) hoạt động như thanh công xôn với chiều cao tiết diện lớn Đồng thời, khoảng không bên trong công trình cần được phân chia hợp lý để đảm bảo yêu cầu về kết cấu.

Hệ kết cấu này có khả năng xây dựng nhà cao tầng, nhưng do điều kiện kinh tế và yêu cầu kiến trúc của công trình, phương án này không đáp ứng được Hệ khung chịu lực là một giải pháp cần xem xét.

Hệ thống khung không gian của nhà được hình thành từ các cột và dầm liên kết cứng tại các nút, tạo ra một cấu trúc vững chắc Cấu trúc này mang lại không gian kiến trúc linh hoạt, đáp ứng nhu cầu sử dụng đa dạng.

Tuy nhiên nó tỏ ra kém hiệu quả khi tải trọng ngang công trình lớn vì kết cấu khung có

Nhà làm việc tại Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội do sinh viên Vũ Minh Phụng thực hiện Hệ kết cấu này có độ cứng chống cắt và chống xoắn không cao, do đó, nếu muốn áp dụng cho công trình, tiết diện của các cấu kiện sẽ cần phải lớn hơn Hệ lõi chịu lực cũng đóng vai trò quan trọng trong thiết kế này.

Lõi chịu lực là một cấu trúc dạng vỏ hộp rỗng, có tiết diện kín hoặc hở, có chức năng nhận và truyền tải trọng lên công trình xuống đất Hệ lõi chịu lực rất hiệu quả cho các công trình cao, nhờ vào độ cứng chống xoắn và chống cắt lớn, nhưng cần phải kết hợp với giải pháp kiến trúc phù hợp.

Sơ đồ này được thiết kế để tính toán khung chịu tải trọng thẳng đứng, tương ứng với diện tích truyền tải Nó cũng xem xét tải trọng ngang và một phần tải trọng đứng từ các cấu trúc chịu tải cơ bản khác như lõi và tường chịu lực Trong sơ đồ, tất cả các nút khung đều có cấu tạo khớp hoặc các cột chỉ chịu nén.

Hệ kết cấu khung - giằng (khung và vách cứng) được hình thành từ sự kết hợp giữa khung và vách cứng, với hai hệ thống này được kết nối qua hệ kết cấu sàn Vách cứng chủ yếu chịu tải trọng ngang, trong khi khung được thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng Sự phân chia chức năng này giúp tối ưu hóa các cấu kiện, giảm kích thước cột và dầm, đồng thời đáp ứng yêu cầu kiến trúc Sơ đồ khung có liên kết cứng tại các nút (khung cứng) là hiệu quả cho công trình dưới 40m, nơi không bị ảnh hưởng bởi gió động, do đó tải trọng ngang sẽ hạn chế hơn và sự kết hợp của sơ đồ này chưa cần thiết.

2 Các lựa chọn cho giải pháp kết cấu sàn Để chọn giải pháp kết cấu sàn ta so sánh 2 trường hợp sau: a Kết cấu sàn không dầm (sàn nấm)

Hệ sàn nấm có chiều dày nhỏ, giúp tăng chiều cao sử dụng và tạo không gian cho các thiết bị dưới sàn như thông gió, điện, nước và phòng cháy Điều này cũng thuận lợi cho việc thi công ván khuôn, đặt cốt thép và đổ bê tông Tuy nhiên, giải pháp kết cấu sàn nấm không phù hợp với công trình do không đảm bảo tính kinh tế Kết cấu sàn dầm là một lựa chọn khác cần xem xét.

Sử dụng kết cấu sàn dầm giúp tăng độ cứng ngang của công trình, từ đó giảm chuyển vị ngang Điều này cũng dẫn đến khối lượng bê tông sử dụng ít hơn, làm giảm khối lượng tham gia lao động.

Chiều cao dầm ảnh hưởng đến không gian và thiết kế kiến trúc, làm tăng chiều cao tầng Tuy nhiên, phương án này là phù hợp cho công trình với chiều cao thiết kế kiến trúc đạt 3,6 m.

Kết luận: Căn cứ vào:

Đặc điểm kiến trúc và đặc điểm kết cấu của công trình

Cơ sở phân tích sơ bộ ở trên

Tham khảo ý kiến của các nhà chuyên môn và đƣợc sự đồng ý của thầy giáo hướng dẫn

Em đi đến kết luận lựa chọn phương án sàn sườn toàn khối để thiết kế cho công trình

Mặc dù có những phương án tối ưu hơn, nhưng do thời gian hạn chế và tài liệu tham khảo không đầy đủ, tôi không thể đưa vào phân tích lựa chọn.

III PHẦN TÍNH TOÁN CỤ THỂ

1.Chọn sơ đồ kết cấu, bản vẽ mặt bằng kết cấu:

Nhà làm việc Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội SV thực hiện: Vũ Minh Phụng. h s = 1 2c m h s = 1 2c m h s = 1 2c m h s = 1 2c m h s = 1 2c m h s = 1 2c m h s = 1 2c m h s = 1 2c m h s = 1 2c m h s = 1 2c m h s = 1 2c m h s = 1 2c m h s = 1 2c m h s = 1 2c m h s = 1 2c m h s = 1 2c m h s = 1 2c m h s = 1 2c m h s = 1 2c m h s = 1 2c m A

2 Xác đinh sơ bộ tiết diện dầm cột :

Công thức xác định chiều dày của sàn : l m h b D

Công trình có 2 loại ô sàn: 6,6 x 4,2 m và 3,0 x 4,2 m

Vậy ô bản làm việc theo 2 phương tính bản theo sơ đồ bản kê 4 cạnh

Chiều dày bản sàn đƣợcxác định theo công thức : m l h b D ( l: cạnh ngắn theo phương chịu lực)

Với bản kê 4 cạnh có m= 40 50 chọn m= 42

Vậy ta có h b = (1,2*4200)/42 = 120 mm = 12,0 cm

Vậy ô bản làm việc theo 2 phương tính bản theo sơ đồ bản kê 4 cạnh

KL: Vậy ta chọn chiều dày chung cho các ô sàn toàn nhà là 12 cm

Chiều cao tiết diện : d d h L m m d = 8-12 với dầm chính

+ Dầm chính có nhịp = 6,6 m 6600 550 h 12 mm h = 60cm b% cm

+ Dầm chính có nhịp = 3,0 m 3000 375 h 8 mm h = 40cm b%cm

+ Dầm phụ có nhịp = 4,2 m 4200 280 h 15 mm h = 35cm b%cm

+ Dầm dọc có nhịp = 4,2 m 4200 280 h 15 mm h = 35cm b%cm

Diện tích tiết diện cột sơ bộ xác định theo công thức: c b n q s k

F R n: Số sàn trên mặt cắt q: Tổng tải trọng 800 1200(kG/m 2 ) k: hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen tác dụng lên cột Lấy k=1.2

R b : Cường độ chịu nén của bê tông với bê tông B20, R b ,5MPa = 115 (kG/cm 2 )

DIỆN CHỊU TẢI CỦA CỘT BIÊN

Kết hợp yêu cầu kiến trúc chọn sơ bộ tiết diện các cột nhƣ sau:

Tầng 1, 2, 3 Tiết diện cột: bxh = 30x60 cm = 1800cm 2

Tầng 4, 5, 6 Tiết diện cột: bxh = 30x50 cm = 1500 cm 2

* Kiểm tra ổn định của cột : 31 b l

- Cột coi nhƣ ngàm vào sàn, chiều dài làm việc của cột l 0 =0,7 H

Kết hợp yêu cầu kiến trúc chọn sơ bộ tiết diện các cột nhƣ sau:

Tầng 1, 2, 3 Tiết diện cột: bxh = 30x80 cm = 2400cm 2

Tầng 7, 8, 9 Tiết diện cột: bxh = 30x60 cm = 1800 cm 2 b c d

DIỆN CHỊU TẢI CỦA CỘT GIỮA Điều kiện để kiểm tra ổn định của cột: 31 b l

Cột coi nhƣ ngàm vào sàn, chiều dài làm việc của cột l 0 =0,7 H

SƠ ĐỒ HÌNH HỌC KHUNG K3 - TRỤC3

3 Xác định tải trọng tác dụng lên công trình:

* Cấu tạo sàn các tầng và sàn mái:

Trọng lƣợng các lớp mái đƣợc tính toán và lập thành bảng sau:

Bảng 2-1: Bảng trọng lƣợng các lớp mái

TT Tên các lớp cấu tạo

Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2)

Tải trọng tính toán (kG/m2)

2 Lớp BT xỉ tạo dốc 1800 0,010 180 1,1 198

Lớp gạch lát dày 10mm ; = 2T/m 3

Lớp vữa lót dày 20mm ; = 1,8T/m 3

Lớp trần trang trí dày 15mm ; = 1,8T/m 3

Trọng lƣợng các lớp sàn đƣợc tính toán và lập thành bảng sau :

Bảng 2-2: Bảng trọng lƣợng các lớp sàn dày 12 cm

TT Tên các lớp cấu tạo (kG/m 3 ) (m)

Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m 2 )

Tải trọng tính toán (kG/m 2 )

Bảng 2-3 Bảng trọng lƣợng các lớp sàn WC dày 12cm

TT Tên các lớp cấu tạo (kG/m 3 ) (m)

Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m 2 )

Tải trọng tính toán (kG/m 2 )

Tính trọng lượng cho 1m 2 tường 220; gồm:

+Trọng lƣọng khối xây gạch: g 1 = 1800.0,22.1,1 = 435,6 (kG/m 2 )

+Trọng lƣợng lớp vữa trát dày1,5 mm: g 2 = 1800x0,015x1,3 = 35,1 (kG/m 2 )

+Trọng lượng 1 m 2 tường g/c 220 là: g tường = 435,6 + 35,1 = 470,7= 471 (kG/m 2 )

Trọng lƣợng bản thân của các cấu kiện

Tính trọng lượng cho 1m 2 tường 110; gồm:

+Trọng lƣọng khối xây gạch: g 1 = 1800.0,11.1,1 = 217,8 (kG/m 2 )

+Trọng lƣợng lớp vữa trát dày1,5 mm: g 2 = 1800x0,015x1,3 = 35,1 (kG/m 2 )

+Trọng lượng 1 m 2 tường g/c 110 là: g tường = 217,8 + 35,1 = 252,9 = 253 (kG/m 2 )

Trọng lƣợng bản thân của các cấu kiện

- Tính trọng lượng cho 1 m dầm:

+ Với dầm kích thước 25x60: g = 0,25x0,6x2500x1,1 = 412,5 (kG/m)

+ Với dầm kích thước 25x40: g = 0,25x0,4x2500x1,1 = 275 (kG/m)

+ Với dầm kích thước 25x35: g = 0,25x0,35x2500x1,1 = 240,625 (kG/m)

Tĩnh tải: B Hoạt tải: C Đưa số liệu vào chương trình tính toán kết cấu

- Tải hình chữ nhật : q tđ = q l 1

Trong đó: q: tải phân bố trên diện tích sàn q = 434 kg/m 2 ; q wc = 582,9 kg/m 2 ; q t = 471 kg/m 2 k: hệ số truyền tải (k = 1 - 2õ 2 + õ 3 ; õ 2

- Do sàn dạng hình thang 2 phía truyền vào: q 1 = k q s l 1 = 0,828 434 4,2 = 1509,2 (kG/m)

- Do trọng lượng tường gạch 0,22 xây trên dầm cao 0.6m: g t = q t x h t = (3,6 - 0,6)x 471= 1413 (kG/m)

- Do sàn dạng tam giác 2 phía truyền vào: q 2 = (5/8) q s l 1 = 0,79 434 3 = 1028,58 (kG/m)

Tổng: q B-C = 1028 (kG/m) mặt bằng phân tải tầng 2,3,4,5,6,7,8,9 b Tải tập trung: Diện tích các ô sàn phân bố S 2 = 4; S 3 = 3,6

Tên tải trọng Công thức tính Kết quả

+Do sàn truyền vào (g sàn = 434(kG/m 2 ) g s S 2 C4x4 1736(kg)

+Dầm dọc 25 35 (g dầm = 240,625(kG/m) g dầm l = 240,625x4,2 1010,62(kg)

Tường có cửa nhân hệ số 0,7 q tường x(h-h d )x lx0,7

+Dầm dọc 25 35 (g dầm = 240,625(kG/m) g dầm l = 240,625x4,2 1010,625 (kg)

Tường có cửa nhân hệ số 0,7 q tường x l x(h-h d )x0,7

- Tải hình chữ nhật : q tđ = q l 1

Trong đó: q: tải phân bố trên diện tích sàn V6,6 (kG/m) k: hệ số truyền tải (k = 1 - 2õ 2 + õ 3 ; õ 2

2l l ) mặt bằng phân tải tầng mái a Tải phân bố

- Do sàn dạng hình thang 2 phía truyền vào: q = k q s l 1 = 0,828 566,6 4,2 = 1.970,4(kG/m)

- Do sàn dạng tam giác 2 phía truyền vào: q = (5/8) q s l 1 = 0,625 566,6 3 = 1062,357 (kG/m)

Tổng: q B-C = 1062,357 (kG/m) b Tải tập trung:

Diện tích các ô sàn phân bố: S 2 = 4m; S 3 = 3,6m

Tên tải trọng Công thức tính Kết quả

+Do sàn truyền vào (g sàn 566,6(kG/m 2 ) g s S 2 V6,6x4 2266,4(kg)

+Dầm dọc 25 35 (g dầm 240,625(kG/m) g dầm l = 240,625x4,2 1010,62(kg)

+Dầm dọc 25 35 (g dầm 240,625(kG/m) g dầm l = 240,625x4,2 1010,625

1 Tầng 2,4,6,8: a Trường hợp hoạt tải 1:

Nhà làm việc Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội SV thực hiện: Vũ Minh Phụng. tr-ờng hợp hoạt tải 1 a.1 Tải phân bố:

* Nhịp A - B (phân bố dạng hình thang)

P D = p S 1 = 240x4 = 960 (kG/m) b Trường hợp hoạt tải 2: b.1 Tải phân bố: (phân bố dạng tam giác)

- Do sàn dạng tam giác 2 phía truyền vào: p = (5/8) p l 1 = 0,625 x 240 3 = 450 (kG/m)

Tổng: p B-C = 450 (kG/m) b.2 Tải tập trung : S 3 = 3,6

P C = p S 3 = 240x3,6 = 864 (kG/m) tr-ờng hợp hoạt tải 2

1 Tầng 3,5,7,9: a Trường hợp hoạt tải 1: a.1 Tải phân bố:

- Do sàn dạng tam giác 2 phía truyền vào: p = (5/8) p l 1 = 0,625 x 240 3 = 450 (kG/m)

Tổng: p B-C = 450 (kG/m) a.2 Tải tập trung: S 3 = 3,6;

P C = p S 2 = 240 x3,6 = 864 (kG/m) tr-ờng hợp hoạt tải 1 b Trường hợp hoạt tải 2: b.1 Tải phân bố: ( dạng hình thang)

P D = p S 2 = 240x4 = 960 (kG/m) tr-ờng hợp hoạt tải 2

2.1 Trường hợp hoạt tải 1: a Tải phân bố:

Nhà làm việc Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội SV thực hiện: Vũ Minh Phụng. tr-ờng hợp hoạt tải 1

2.2.Trường hợp hoạt tải 2: a Tải phân bố:

Nhà làm việc Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội SV thực hiện: Vũ Minh Phụng. tr-ờng hợp hoạt tải 2

- Do sàn dạng tam giác truyền vào:

Nhà làm việc Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội SV thực hiện: Vũ Minh Phụng. tĩnh tải

Nhà làm việc Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội SV thực hiện: Vũ Minh Phụng. hoạt tải 1

Nhà làm việc Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội SV thực hiện: Vũ Minh Phụng. gió trái

Nhà làm việc Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội SV thực hiện: Vũ Minh Phụng. gió phải

C Đưa số liệu vào chương trình tính toán kết cấu

- Quá trình tính toán kết cấu cho công trình đƣợc thực hiện với sự trợ giúp của máy tính, bằng chương trình sap 2000

1 Chất tải cho công trình

Căn cứ vào tính toán tải trọng, ta tiến hành chất tải cho công trình theo các trường hợp sau:

- Việc tính toán nội lực thực hiện trên chương trình sap 2000

- Nội lực trong cột lấy các giá trị P, M 3 ,V 2

Để xác định các cặp nội lực nguy hiểm nhất ở mỗi tiết diện, cần thực hiện tổ hợp nội lực theo hai loại sau: Tổ hợp cơ bản 1 bao gồm tĩnh tải kết hợp với một hoạt tải tùy chọn Tổ hợp cơ bản 2 là tĩnh tải cộng với 0,9 lần tổng của ít nhất hai hoạt tải cũng có lựa chọn.

- Tại mỗi tiết diện, đối với mỗi loại tổ hợp cần tìm ra 3 cặp nội lực nguy hiểm:

* Mô men dương lớn nhất và lực dọc tương ứng ( Mmax và N tư )

* Mô men âm lớn nhất và lực dọc tương ứng ( M min và N tư )

* Lực dọc lớn nhất và mô men tương ứng ( N max và M tư )

- Riêng đối với tiết diện chân cột còn phải tính thêm lực cắt Q và chỉ lấy theo giá trị tuyệt đối

- Căn cứ vào kết quả nội lực của từng trường hợp tải trọng, tiến hành tổ hợp tải trọng với hai tổ hợp cơ bản sau:

+ Tổ hợp cơ bản 1: Bao gồm tĩnh tải và 1 hoạt tải bất lợi ( Hoạt tải sử dụng hoặc gió

+ Tổ hợp cơ bản 2: Bao gồm tĩnh tải + 0,9xhai hoạt tải bất lợi ( Hoạt tải sự dụng hoặc gió)

- Sau khi tiến hành tổ hợp cần chọn ra tổ hợp nguy hiểm nhất cho từng tiết diện để tính toán

D Thiết kế cốt thép Khung trục 3

- Bê tông cấp độ bền B20: R b ,5 MPa= 115 Kg/cm 2

- Cốt thép nhóm C I : Rs = 225 Mpa = 2250 Kg/cm 2 ,Rsw = 175 Mpa 50

- Cốt thép nhóm C II : Rs = 280 Mpa = 2800 Kg/cm 2 ,Rsw = 225 Mpa "50

- Tra bảng phụ lục với bê tông B20,ó b2 = 1;

2 Tính toán cốt thép cột :

Cốt thép cho cột tầng 1 được thiết kế cho các tầng 1, 2, và 3; cốt thép cột tầng 4 được bố trí cho tầng 4, 5, và 6; trong khi cốt thép cột tầng 7 được tính toán cho các tầng 7, 8, và 9 Đặc biệt, cột ở tầng 1, tầng 5 và tầng 7 có vai trò quan trọng trong cấu trúc tổng thể của công trình.

7, ta chỉ cần tính cốt thép cột trục C, D, còn lại lấy cốt thép cột trục A, B lần lƣợt lấy theo cốt thép trục C, D

2.1.1 Phần tử 1, tầng 1, (kích thước 30x60x485 cm với chiều sâu chôn cột là 80cm)

- Cột có tiết diện b h = (30 60)cm với chiều cao là : 4,85m chiều dài tính toán: l 0 = 0,7 H = 0,7 4,85 = 3,395 m 39,5 cm

60 l o h < 8 nên ta bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc

- Lấy hệ số ảnh hưởng của uốn dọc: = 1

- Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e a = max( 1

- Từ bảng tổ hợp ta chọn ra cặp nội lực nguy hiểm nhất:

- Ta tính toán cột theo phương pháp tính cốt thép đối xứng

- Giả thiết chiều dày lớp bảo vệ cốt thép chọn a = a‟= 4cm

Nhà làm việc Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội SV thực hiện: Vũ Minh Phụng. h 0 = h - a = 60 - 4 = 56 cm ;

+ Độ lệch tâm ban đầu: e1 = = 12,38

+ Bê tông B20, thép C II -> ợ R = 0,623=> ợ R xh 0 =0,623 x56 = 34,89 (cm)

+ Xảy ra trường hợp nén lệch tâm bé x C,10 (cm) > ợ R xh 0 4,89 (cm)

+ Xác định lại x: Tính chính xác x bằng cách giải phương trình bậc 3: x 3 + a 2 x 2 + a 1 x + a 0 =0 với: a 2 = -(2+ ợ R ) h 0 = -(2+0,623).56= -146,89 a 1 = 2 b

- Tính x lại theo phương trình sau: x 3 - 146,89x 2 + 7935,98x - 149560,93 =0

+ Độ lệch tâm ban đầu: e 1 = = 11, 77

+ Bê tông B20, thép C II -> ợ R = 0,623=> ợ R xh 0 =0,623x56 = 34,89 (cm)

+ Xảy ra trường hợp nén lệch tâm bé xP,48(cm) > ợ R xh 0 = 34,89 (cm)

+ Xảy ra trường hợp nén lệch tâm bé x > ợ R xh 0

+ Xác định lại x: Tính chính xác x bằng cách giải phương trình bậc 3: x 3 + a 2 x 2 + a 1 x + a 0 =0

Nhà làm việc Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội SV thực hiện: Vũ Minh Phụng. với: a 2 = -(2+ ợ R ) h 0 = -(2+0,623)x56= -146,89 a 1 = 2 b

=> Ta thấy cặp nội lực 2 đòi hỏi lƣợng thép bố trí là lớn nhất

Vậy ta bố trí cốt thép cột theo A s = A s ‟=18,84 (cm 2 )

+ Xác định giá trị hàm lƣợng cốt thép tối thiểu theo độ mảnh

+ Hàm lƣợng cốt thép: min

Vậy, tiết diện cột ban đầu chọn hợp lí Với A s =A s „= 18,84 (cm 2 ) chọn 5 22 có A s = 19,007 (cm 2 ) > 18,84 (cm 2 )

2.2.2.Phần tử 4, tầng 4, (kích thước 30x50x360 cm)

- Cột có tiết diện b h = (30 50)cm với chiều cao là : 3,6m chiều dài tính toán: l 0 = 0,7 H = 0,7 3,6 = 2,52 m %2 cm

- Giả thiết chiều dày lớp bảo vệ cốt thép chọn a = a‟= 4cm h 0 = h - a = 50 - 4 = 46 cm ;

+ Xảy ra trường hợp nén lệch tâm bé x 1,49 (cm) > ợ R xh 0 (,66 (cm)

- Tính x lại theo phương trình sau: x 3 - 120,568x 2 + 5430,63x - 82135,89 =0

+ Độ lệch tâm ban đầu: e 1 = = 8,07

+ Xảy ra trường hợp nén lệch tâm bé x1,88(cm) > ợ R xh 0 = 28,66 (cm)

+ Xác định lại x: Tính chính xác x bằng cách giải phương trình bậc 3:

Nhà làm việc Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội SV thực hiện: Vũ Minh Phụng. x 3 + a 2 x 2 + a 1 x + a 0 =0 với: a 2 = -(2+ ợ R ) h 0 = -(2+0,623).46= -120,568 a 1 = 2 b

+ Độ lệch tâm ban đầu: e1 = = 7, 91

+ Xảy ra trường hợp nén lệch tâm lớn x < ợ R xh 0 x&,67 > 2a‟=2x4=8 cm Diện tích cốt thép cần tính theo công thức:

Vậy, tiết diện cột ban đầu chọn hợp lí Với A s =A s „= 8,25 (cm 2 ) chọn 3 22có A s = 11,4 (cm 2 ) > 8,25 (cm 2 )

2.2.3 Phần tử 7, tầng 7, (kích thước 30x40x360 cm)

- Giả thiết chiều dày lớp bảo vệ cốt thép chọn a = a‟= 4cm h 0 = h - a = 40 - 4 = 36 cm ; Z a = h o - a = 36-4 = 32 cm

+ Xảy ra trường hợp nén lệch tâm lớn: 2a‟< x < ợ R xh 0

+ Độ lệch tâm ban đầu: e 1 = 4, 58

+ Xảy ra trường hợp nén lệch tâm lớn: x < ợ R xh 0

+ Xác định giá trị hàm lƣợng cốt thép tối thiểu theo độ mảnh:

Ta thấy các A s = A s ‟ < 0 ->chọn cốt thép theo cấu tạo:

Ngoài ra cạnh b của tiết diện,b0cm > 20cm thì ta nên chọn A s 4,02 (cm 2 ) (2

16) Vậy ta chọn 3 18 có A s =7,63 (cm 2 )

2.2.1 Phần tử 10, tầng 1, (kích thước 30x80x485 cm với chiều sâu chôn cột là

- Cột có tiết diện b h = (30 60)cm với chiều cao là : 4,85m chiều dài tính toán: l 0 = 0,7 H = 0,7 4,85 = 3,395 m 39,5 cm

+ Độ lệch tâm ban đầu: e1 = = 19, 78 0, 091

+ Xảy ra trường hợp nén lệch tâm bé xc,19(cm) > ợ R xh 0 = 47,348 (cm)

+ Xảy ra trường hợp nén lệch tâm bé x > ợ R xh 0

+ Xác định lại x: Tính chính xác x bằng cách giải phương trình bậc 3: x 3 + a 2 x 2 + a 1 x + a 0 =0 với: a 2 = -(2+ ợ R ) h 0 = -(2+0,623)x76= -199,348 a 1 = 2 b

Vậy, tiết diện cột ban đầu chọn hợp lí Với A s =A s „= 33,75 (cm 2 )

+ Xảy ra trường hợp nén lệch tâm lớn : 2a‟=8 cm < x 4,94 (cm) < ợ R xh 0 A,118

+ Xảy ra trường hợp nén lệch tâm bé xA,18(cm) > ợ R xh 0 = 41,118 (cm)

+ Xảy ra trường hợp nén lệch tâm lớn x < ợ R xh 0 x&,67 > 2a‟=2x4=8 cm Diện tích cốt thép cần tính theo công thức:

Ngoài ra cạnh b của tiết diện,b0cm > 20cm thì ta nên chọn A s 4,02 (cm 2 )

(2 16) Vậy ta chọn 5 22 có A s ,007 (cm 2 )

+ Độ lệch tâm ban đầu: e 1 = 8, 49

+ Xảy ra trường hợp nén lệch tâm lớn: x < ợ R xh 0

+ Xác định giá trị hàm lƣợng cốt thép tối thiểu theo độ mảnh:

Ngoài ra cạnh b của tiết diện,b0cm > 20cm thì ta nên chọn A s 4,02 (cm 2 )

Vậy ta chọn 3 22 có A s ,4 (cm 2 )

2.3 Tính toán cốt thép đai cho cột

Cốt đai ngang được thiết kế để đảm bảo sự ổn định cho cốt thép dọc, tạo thành khung và giữ cho vị trí của thép dọc được cố định trong quá trình đổ bê tông.

+ Đường kính cốt đai lấy như sau: đ max(

 Chọn cốt đai có đường kính 8

+ Khoảng cách giữa các cốt đai đƣợc bố trí theo cấu tạo :

- Trên chiều dài cột: a đ ≤ min(15 min , b,500) = min(270; 300;500) '0 mm

- Trong đoạn nối cốt thép dọc bố trí cốt đai: a đ ≤ 10 min = 180 mm  Chọn a đ = 100 mm

II Tính cốt thép dầm

- Bê tông cấp độ bền B20: R b ,5 MPa= 11,5x10 3 KN/m 2 5 Kg/cm 2

R bt = 0,9 MPa=0,9x10 3 KN/m 2 =9 Kg/cm 2

- Cốt thép nhóm C I : Rs = 225 MPa "50 Kg/cm 2 ; Rsw = 175 MPa = 1750

- Cốt thép nhóm C II : Rs = 280 MPa (00 Kg/cm 2 ; Rsw = 225 MPa = 2250

- Tra bảng phụ lục với bê tông B20,ó b2 = 1;

2 Tính toán cốt thép dầm :

Thống kê thép các cột

Trục Tầng Cặp nội lực

Trong quá trình tính toán cốt thép cho dầm, chúng ta cần tập trung vào các tầng có nội lực lớn nhất, đặc biệt là dầm tầng mái (tầng 9) Đối với dầm nhịp CD, chỉ cần tính toán cốt thép cho dầm nhịp AB và BC, sau đó sử dụng thép từ dầm nhịp AB để bố trí cho dầm nhịp CD.

2.1.Tính toán cốt thép dọc cho dầm nhịp AB tầng 7, phần tử 61 (bxh%x60 cm)

Dầm nằm giữa 2 trục A&B có kích thước 25x60cm,nhịp dầm Lf0cm

Nội lực dầm được xác định và tổ hợp tại ba tiết diện khác nhau Dựa vào bảng tổ hợp nội lực, chúng ta sẽ lựa chọn nội lực nguy hiểm nhất để tính toán lượng thép cần thiết cho dầm.

- Giữa nhịp AB: M + = 6,52 (Tm); Q tu =0,66 (T)

Do 2 gối có mômen gần bằng nhau nên ta lấy giá trị mômen lớn hơn để tính cốt thép chung cho cả 2, M - = - 14,13 (Tm)

- Lực cắt lớn nhất: Q max = -14,06 (T) a) Tính cốt thép chịu mômen âm:

- Lấy giá trị mômen M - = - 14,13 (Tm) để tính

- Tính với tiết diện chữ nhật 25 x 60 cm

- Chọn chiều dày lớp bảo vệ a = 4cm - >h 0 = h - a = 60 - 4 V (cm)

-> Chọn thép 3 18+2 20 có A s ,91 (cm 2 ) b) Tính cốt thép chịu mômen dương:

- Lấy giá trị mômen M = 6,52 (Tm) để tính

- Với mômen dương, bản cánh nằm trong vùng chịu nén

Tính theo tiết diện chữ T với h f = h s = 12 cm

- Giả thiết a=4 cm, từ đó h 0 = h - a ` - 4 = 56 (cm)

- Bề rộng cánh đƣa vào tính toán : b f = b + 2.S c

- Giá trị độ vươn của bản cánh S c không vượt quá trị số bé nhất trong các giá trị sau:

+ 1/2 khoảng cách giữa hai mép trong của dầm: 0,5x(4,2-0,25)=1,975m

+ 1/6 nhịp tinh toán của dầm: 6,6/6= 1,1 m

- Xác định vị trí trục trung hoà:

Có M max = 6,52 (Tm) < M f 5,250 (Tm).Do đó trục trung hoà đi qua cánh, tính toán theo tiết diện chữ nhật b= b f = 225 cm; h` cm

Kiểm tra hàm lƣợng cốt thép : 4,17 min

Chọn thép: 3 18 có A s =7,63 (cm 2 ) c) Tính toán cốt đai cho dầm:

- Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra lực cắt lớn nhất xuất hiện trong dầm: Q max = -

- Bê tông cấp độ bền B20 có: R b ,5 MPa= 115 kG/cm 2

E b = 2,7x 10 4 MPa ; R bt = 0,9 MPa= 9 kG/cm 2

- Thép đai nhóm C I có: R sw = 175 MPa = 1750 kG/cm 2 ; E s = 2,1x 10 5 MPa

- Dầm chịu tải trọng tính toán phân bố đều với: g=g A-B +g d 09,2+(0,25x0,6x2500x1,1)21,7(kG/m),217(kG/cm) p=p 2 0(kG/m)=9,6( kG/cm) giá trị q 1 =g+0,5p= 19,217+ (0,5x9,6)$,017( kG/cm)

- Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông : (bỏ qua ảnh hưởng của lực dọc trục nên n =0; f =0 vì tiết diện là hình chữ nhật)

-> Bê tông không đủ chịu cắt,cần phải tính cốt đai chịu lực cắt

Vậy ta lấy giá trị q sw = 67,5 (kG/cm) để tính cốt đai

Chọn cốt đai 8 (a sw = 0,503cm 2 ), số nhánh cốt đai n =2

- Xác định khoảng cách cốt đai:

+) Khoảng cách cốt đai tính toán: s tt = R sw n a sw qsw =1750 2 0,503

+) Khoảng cách cốt đai cấu tạo:

Dầm có h= 60 cm > 45 cm -> s ct =min (h/3;50 cm)=min (20;50) (cm)

- s = min (s tt ; s ct ; s max )= min (26,08 ; 20 ; 75,28) = 20 (cm)

Chọn s = 15 cm = 150mm Ta bố trí 8 a150 trong đoạn L/4=6,6/4=1,65m ở 2 đầu dầm

- Kiểm tra điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính:

0,3 w b R b h b o = 47,191 (T), nên dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính

- Đặt cốt đai cho đoạn dầm giữa nhịp: h`0 >300 mm

Chọn s%0mm bố trí trong đoạn L/2=6/2=3m ở giữa dầm

2.2 Tính toán cốt thép dọc cho dầm nhịp AB tầng 9 (tầng mái), phần tử 63

Dầm nằm giữa 2 trục A&B có kích thước 25x60cm,nhịp dầm Lf0cm

Nội lực của dầm được xác định và tổ hợp tại ba tiết diện khác nhau Dựa vào bảng tổ hợp nội lực, chúng ta sẽ chọn ra nội lực nguy hiểm nhất cho dầm nhằm thực hiện tính toán cho thép.

- Giữa nhịp AB: M + = 7,51 (Tm); Q tu =-0,5 (T)

Do gối B có mômen lớn hơn nên ta lấy giá trị mômen lớn hơn để tính cốt thép chung cho cả 2 gối, M - = - 10,46 (Tm)

- Lực cắt lớn nhất: Q max = -9,71 (T) a) Tính cốt thép chịu mômen âm:

- Chọn chiều dày lớp bảo vệ a = 4cm - >h 0 = h - a = 60 - 4 V (cm)

-> Chọn thép 3 22 có A s ,4 (cm 2 ) b) Tính cốt thép chịu mômen dương:

- Lấy giá trị mômen M = 7,51 (Tm) để tính

- Với mômen dương, bản cánh nằm trong vùng chịu nén

Tính theo tiết diện chữ T với h f = h s = 12 cm

- Giả thiết a=4 cm, từ đó h 0 = h - a ` - 4 = 56 (cm)

- Bề rộng cánh đƣa vào tính toán : b f = b + 2.S c

- Giá trị độ vươn của bản cánh S c không vượt quá trị số bé nhất trong các giá trị sau:

+ 1/2 khoảng cách giữa hai mép trong của dầm: 0,5x(4,2-0,25)=1,975m

+ 1/6 nhịp tinh toán của dầm: 6,6/6= 1,1 m

- Xác định vị trí trục trung hoà:

Có M max = 7,51 (Tm) < M f 5,250 (Tm).Do đó trục trung hoà đi qua cánh, tính toán theo tiết diện chữ nhật b= b f = 225 cm; h` cm

Kiểm tra hàm lƣợng cốt thép : 4,81 min

Chọn thép: 3 18 có A s =7,63 (cm 2 ) c) Tính toán cốt đai cho dầm:

- Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra lực cắt lớn nhất xuất hiện trong dầm:

Q max = 9,71 (T) < Q max = 14,06 (T) tính cho dầm nhịp AB tầng 7, phần tử 61

Do đó có thể bố trí cốt đai cho dầm nhịp AB tầng 9 (tầng mái), phần tử 63

(bxh%x60 cm) giống dầm nhịp AB tầng 7, phần tử 61 (bxh%x60 cm)

- Chọn s cm 0mm Ta bố trí 8 a150 trong đoạn L/4=6,6/4=1,65m ở 2 đầu dầm

- Chọn s%0mm bố trí trong đoạn L/2=6/2=3m ở giữa dầm

2.3 Tính toán cốt thép dọc cho dầm nhịp BC, tầng 2, phần tử 47 (bxh%x40 cm)

Dầm nằm giữa 2 trục B và C có kích thước 25x45cm Nhịp dầm L00cm

Nội lực dầm được xác định và tổ hợp tại ba tiết diện khác nhau Dựa vào bảng tổ hợp nội lực, chúng ta lựa chọn nội lực nguy hiểm nhất cho dầm nhằm tính toán thép.

Do 2 gối có mômen bằng nhau nên ta lấy M - = - 8,96 (Tm)

- Lực cắt lớn nhất: Q max = 7,25 (T) a) Tính cốt thép chịu mômen âm:

- Chọn chiều dày lớp bảo vệ a = 4cm -> h 0 = h - a = 40 - 4 6 (cm)

-> Chọn thép 3 22 có A s ,404 (cm 2 ) b) Tính cốt thép chịu mômen dương:

- Ta thấy giá trị mômen M + = 0,59 (Tm) là khá nhỏ nên cốt thép chịu mômen dương chọn theo cấu tạo Chọn 2 16 có A s = 4,02 (cm 2 )

- Hàm lƣợng cốt thép: 4,02 min 0,05

A b h x c) Tính toán cốt đai cho dầm:

- Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra lực cắt lớn nhất xuất hiện trong dầm: Q max 7,25 (T)

- Bê tông cấp độ bền B20 có R b ,5 MPa= 115 kG/cm 2

E b = 2,7x 10 4 MPa ; R bt = 0,9 MPa= 9 kG/cm 2

- Thép đai nhóm C I : có R sw = 175 MPa = 1750 kG/cm 2 ; E s = 2,1x 10 5 MPa

- Dầm chịu tải trọng tính toán phân bố đều với: g= g B-C + g d 28+(0,25x0,4x2500x1,1) 03(kG/m) ,03 (kG/cm) p=p 1 0(kG/m)=9,6( kG/cm) giá trị q 1 =g+0,5p= 13,03+ (0,5x9,6),83( kG/cm)

- Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông : (bỏ qua ảnh hưởng của lực dọc trục nên n =0 ; f =0 vì tiết diện là hình chữ nhật)

-> Bê tông không đủ chịu cắt,cần phải tính cốt đai chịu lực cắt

Ta thấy q sw = 4,072 < ( 11,12 ; 67,5) vậy ta lấy giá trị q sw = 67,5 (kG/cm) để tính cốt đai

Chọn cốt đai 8 (a sw = 0,503cm 2 ), số nhánh cốt đai n =2

- Xác định khoảng cách cốt đai:

+) Khoảng cách cốt đai tính toán: s tt = R sw n a sw qsw = 1750 2 0,503

+) Khoảng cách cốt đai cấu tạo:

Dầm có h= 40 cm s ct =min (h/2;15 cm)= 15 (cm)

- s = min (s tt ; s ct ; s max )= min (20,68; 15; 60,33) = 15 (cm)

Chọn scm 0mm, do nhịp dầm ngắn nên ta bố trí cốt đai 8a150 suốt chiều dài dầm

- Kiểm tra điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính:

0,3 w b R b h b o 0,337 (T),nên dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính

Bố trí cốt thép nhƣ sau

2.3.Tính toán cốt thép dọc cho dầm nhịp BC, tầng 9 (tầng mái), phần tử 54

Dầm nằm giữa 2 trục B&C có kích thước 25x40cm,nhịp dầm L00cm

Nội lực dầm được xuất ra và tổ hợp tại ba tiết diện Dựa vào bảng tổ hợp nội lực, chúng ta lựa chọn nội lực nguy hiểm nhất cho dầm nhằm tính toán thép.

- Lực cắt lớn nhất: Q max = -2,53 (T)

Dầm nhịp BC tại tầng 9 (tầng mái), phần tử 54 (bxh%x40 cm) có nội lực nhỏ, do đó có thể thiết kế cốt thép cho dầm này giống như dầm nhịp BC ở tầng 2, phần tử 47.

- Chọn scm 0mm, do nhịp dầm ngắn nên ta bố trí cốt đai 8a150 suốt chiều dài dầm

CẮT DẦM 54 III Tính thép sàn tầng điển hình

Các ô sàn làm việc, hành lang và kho nên được tính toán theo sơ đồ khớp dẻo để tối ưu hóa chi phí Tuy nhiên, đối với các ô sàn khu vệ sinh và mái (nếu có), cần áp dụng sơ đồ đàn hồi để ngăn ngừa sự xuất hiện của vết nứt, đảm bảo tính chống thấm cho sàn.

Các ô bản liên kết ngàm với dầm

Dựa vào kích thước các cạnh của bản sàn trên mặt bằng kết cấu ta phân các ô sàn ra làm 2 loại:

- Các ô sàn có tỷ số các cạnh

2 l l < 2 Ô sàn làm việc theo 2 phương (Thuộc loại bản kê 4 cạnh)

- Các ô sàn có tỷ số các cạnh

2 l l ≥2 Ô sàn làm việc theo một phương (Thuộc loại bản loại dầm)

- Bêtông mác B20 có: Cường độ chịu nén R b = 115 kG/cm 2

Cường độ chịu kéo R bt = 0,9 kG/cm 2

- Cốt thép d < 10 nhóm C I : Rs = 2250 kG/cm 2 , Rsw = 1750 kG/cm 2

* Chọn chiều dày bản sàn: Chiều dày bản sàn chọn phải thoả mãn các yêu cầu sau:

- Đối với nhà dân dụng sàn dày > 6 cm

- Phải đảm bảo độ cứng để sàn không bị biến dạng dưới tác dụng của tải trọng ngang và đảm bảo độ võng không võng quá độ cho phép

- Phải đảm bảo yêu cầu chịu lực

Như ở chương I ta đã tính chọn chiều dày bản sàn là h s cm

Mặt bằng kết cấu ô sàn tầng điển hình

2 Tải trọng tác dụng lên sàn a Tĩnh tải

Tĩnh tải tác dụng lên sàn gồm có trọng lƣợng các lớp sàn, tải trọng do các lớp cấu tạo sàn đã được tính ở phần trước

- Sàn tầng : g C4 kG/m 2 b Hoạt tải tác dụng lên sàn

Sàn của phòng vệ sinh: P = 260 kG/m 2

Phòng làm việc, phòng học: P = 240 kG/m 2

3.Tính cho ô bản theo sơ đồ khớp dẻo(phòng học, phòng làm việc):

4 Tính toán nội lực của các ô sàn theo sơ đồ khớp dẻo a.Sơ đồ tính toán

Các ô bản liên kết với dầm biên được coi là sàn liên kết ngàm với dầm, do dầm biên có kích thước lớn và độ cứng cao, giúp chống uốn và xoắn hiệu quả Do đó, dầm biên không bị biến dạng khi chịu tải Tương tự, liên kết giữa các ô bản với dầm ở giữa cũng được xem là sàn liên kết ngàm với dầm.

+ Xác định nội lực cho bản làm việc 2 phương b Trình tự tính toán

Nguyên lý tính toán ô bản kê 4 cạnh trích từ bản liên tục:

Các cạnh của bản được ký hiệu là A1, B1, A2, B2, có khả năng kê tự do ở cạnh biên hoặc là liên kết cứng, cũng như ở các cạnh giữa của ô bản liên tục Mômen âm tác dụng phân bố trên các cạnh này được ký hiệu lần lượt là MA1, MB1, MA2, MB2, và chúng tồn tại trên các gối giữa hoặc cạnh liên kết cứng.

Trong vùng giữa của ô bản, tồn tại mômen dương theo hai phương M1 và M2 Các giá trị mômen này được tính cho mỗi đơn vị bề rộng của bản là 1m.

- Tính toán bản theo sơ đồ khớp dẻo

Mô men dương lớn nhất thường xuất hiện ở giữa ô bản, và khi di chuyển gần gối tựa, mô men dương sẽ giảm dần theo cả hai phương Để đơn giản hóa quá trình thi công, việc bố trí thép đều theo cả hai phương là giải pháp hợp lý.

- Khi cốt thép trong mỗi phương được bố trí đều nhau, dùng phương trình cân bằng mômen

- Trong mỗi phương trình có sáu thành phần mômen

- Lấy M 1 làm ẩn số chính và qui định tỉ số:

B M sẽ đƣa phương trình về còn 1 ẩn số M 1 , sau đó dùng các tỉ số đã qui định để tính theo bảng

10.2 (Quyển Sàn kết cấu bêtông cốt thép) tính các mômen khác: M Ai =A i M 1

5 Tính cho ô bản điển hình (4,2x6,6m) theo sơ đồ khớp dẻo Ô bản có: l 1 = 4,2m ,l 2 = 6,6m a Nhịp tính toán: lti= l i - b d

+ Nhịp tính toán theo phương cạnh dài: l t2 = 6,6 -

0 = 6,35 m (với b dầm = 0,25 m) + Nhịp tính toán theo phương cạnh ngắn: l t1 = 4,2 -

2 sơ đồ tính toán bản kê bốn cạnh. l

- Xét tỷ số hai cạnh 2

3, 95 t t l l = 1,6 2 Ô sàn làm việc theo 2 phương

Tính toán theo bản kê 4 cạnh b.Tải trọng tính toán

- Tổng tải trọng tác dụng lên bản là: q = 434+240 = 674 (kG/m 2 )= 0,674 (T/m 2 ) c Xác định nội lực

2 t t l l = 1,6 Tra bảng 10.2 sau để có đƣợc các giá trị của Trong đó các hệ số đƣợc tra theo bảng sau:

- Thay vào phương trình mômen trên ta có:

M A2 = M B2 = 0,75M 1 = 238,425 (kGm) d Tính toán cốt thép cho bản làm việc 2 phương

* Tính cốt thép chịu mômen dương (Lấy giá trị momen dương lớn hơn M 1 để tính và bố trí thép cho phương còn lại)

Chọn mômen dương lớn nhất theo phương cạnh ngắn là : M 1 = 317,9 kGm

- Bê tông B20 có R b = 115 kG/cm 2 ,

- Cốt thép d < 10 nhóm C I : R s = 2250 kG/cm 2 , R sw = 1750 kG/cm 2

- Tính với tiết diện chữ nhật :

- Diện tích cốt thép yêu cầu trong phạm vi dải bản bề rộng 1m là:

- Ta chọn thép 8 a200, có A s = 2,51 cm 2 :

- Chọn 8a200 có A S chọn =2,51cm 2 >A syc = 1,342 cm 2

Vậy trong 1m bề rộng bản bố trí cốt thép chịu momen dương theo 2 phương có 6 8 với khoảng cách a 0

* Tính cốt thép chịu mômen âm (Lấy giá trị momen âm lớn hơn MA1 để tính và bố trí thép cho phương còn lại)

- Chọn M A1 = 476,85 kGm để tính thép đặt dọc các trục

- Bê tông cấp độ B20 có R b = 115 kG/cm 2

- Cốt thép d < 10 nhóm C I : R s = 2250 kG/cm 2 , R sw = 1750 kG/cm 2

- Tính với tiết diện chữ nhật :

- Diện tích cốt thép yêu cầu trong phạm vi dải bản bề rộng 1m là:

Ta chọn thép 8a200, có A s = 2,513 cm 2 :

- Chọn 8a200 có A s = 2,513 cm 2 > A Syc =2,093 cm 2

Vậy trong 1m bề rộng bản bố trí cốt thép chịu Momen âm theo 2 phương có 6 8 với khoảng cách a 0

Để đảm bảo thuận lợi trong quá trình thi công, chúng ta sử dụng cốt thép 8 với diện tích mặt cắt A s = 2,513 cm² cho toàn bộ ô sàn đã được tính toán Như vậy, trong mỗi mét bề rộng của bản, sẽ được bố trí cốt thép 8a200 với A s = 2,513 cm².

Ta dùng cốt mũ rời để chịu mômen âm trên các gối theo phương l 1 và l 2 Đoạn vươn của cốt mũ lấy nhƣ sau:

Tiêu đề	Nhà Làm Việc Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội
Tác giả	Vũ Minh Phụng
Người hướng dẫn	ThS. Trần Dũng, KS.GVC Lương Anh Tuấn
Trường học	Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng
Chuyên ngành	Xây Dựng Dân Dụng & Công Nghiệp
Thể loại	đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2015
Thành phố	Hải Phòng

Định dạng
Số trang	226
Dung lượng	4,34 MB